[发明专利]薄平板结构共振模态分析系统及其使用方法

权利要求书

1.一种薄平板结构共振模态分析系统，其特征在于，包括有激光光源（1），位于激光光源（1）出光侧并将该光分为物光束和参考光束的第一分束棱镜（2），位于第一分束棱镜（2）的物光束一侧的第一空间光滤波器（4），位于第一分束棱镜（2）参考光束的一侧的第二空间光滤波器（5），所述的第一空间光滤波器（4）出射光侧设置接收光的被测平板（7），所述第二空间光滤波器（5）出射光侧设置有接收光的参考平面（6），还依次设置有分别接收被测平板（7）和参考平面（6）所反射的光的第二分束棱镜（3）、位于第二分束棱镜（3）出光侧并接收第二分束棱镜（3）所发出的光信号的摄像机（8）、内部嵌入有用于接收摄像机（8）所采集的图像的图像采集卡的PC机（9）、以及接收PC机（9）信号的频率可调谐正弦波发生器（10），所述的频率可调谐正弦波发生器（10）的输出连接用于对被测平板（7）进行激振的激振源（11）。

2.根据权利要求1所述的薄平板结构共振模态分析系统，其特征在于，所述的激振源（11）设置于被测平板（7）后侧的50cm至80cm处。

3.根据权利要求1所述的薄平板结构共振模态分析系统，其特征在于，所述的激振源（11）选用大功率音箱。

4.根据权利要求1所述的薄平板结构共振模态分析系统，其特征在于，所述的频率可调谐正弦波发生器（10）的频率调节范围是10Hz～20MHz。

5.根据权利要求1所述的薄平板结构共振模态分析系统，其特征在于，所述的频率可调谐正弦波发生器（10）包括有控制芯片MCU（101），和通过控制芯片MCU（101）上的第一系统I/O扩展接口（102）与控制芯片MCU（101）相连的波形发生器芯片（103），所述的波形发生器芯片（103）的COSC端口分别通过开关S1、S2、S3、S4对应连接电容C1、C2、C3、C4，所述电容C1、C2、C3、C4的另一端接地，所述的波形发生器芯片（103）的IIN端口和REF端口之间通过数字电位器（104）连接，所述的数字电位器（104）的信号输入端还连接第一系统I/O扩展接口（102），所述的波形发生器芯片（103）的FADJ端脚通过D/A芯片连接第一系统I/O扩展接口（102），所述的波形发生器芯片（103）的输出连接激振源（11）。

6.根据权利要求5所述的薄平板结构共振模态分析系统，其特征在于，所述的控制芯片MCU（101）分别设置有RS232接口（105）、SDRAN接口（106）、FLASH接口（107）、第二系统I/O扩展接口（108）、JTAG接口（109）和LCD接口（1010）。

7.一种权利要求1所述的薄平板结构共振模态分析系统的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）首先开启激振源（11），并通过频率可调谐正弦波发生器（10）调节频率在10Hz～20Hz的低频振动；

2）然后利用摄像机（8）和嵌入有图像采集卡的PC机（9）采集一幅被测平板（7）的图像；

3）自小向大的调节频率可调谐正弦波发生器（10）的频率，振动的同时利用利用摄像机（8）和嵌入有图像采集卡的PC机（9）采集另外一幅图像，并将采集到和该图像与步骤2）采集的图像做减模式在PC显示屏上面显示。

4）当激振源的振动频率靠近被测平板的共振频率的时候，被测平板发生共振，且全场变形符合被测平板自身共振变形的分布，并且随着共振阶数和频率的增加，振动条纹分布也不同；

5）当激振源的振动频率和被测平板的共振频率相差在10Hz～30Hz的的时候，被测平板将不发生共振。

8.根据权利要求7所述的薄平板结构共振模态分析系统的使用方法，其特征在于，步骤3）所采集到图像的光强分布符合下面的公式：其中：λ为光波波长，θ为物光路和参考光路间夹角，A为被测样板的振幅，即共振下的挠度分布，I_avg为采集条纹的光强分布，I_obj为被测物反射光束的光强，I_ref为参考光束的光强信息。φ为随机相位差值，ΔA为振动幅度的变化值。